国家电网首席科学家郑玉平：40年守护电网“第一道防线”

——记国家电网(guójiādiànwǎng)有限公司首席科学家郑玉平

“当时我国电力(diànlì)系统保护领域的高端设备几乎完全依赖于国外市场的进口(jìnkǒu)。在我国发生的电网稳定性破坏事故(shìgù)中，由继电保护设备缺陷导致的事故占到一半(yíbàn)以上。”国网电力科学研究院有限公司（南瑞集团有限公司）电网运行风险防御技术与装备全国重点实验室主任，国家电网有限公司首席科学家(kēxuéjiā)郑玉平回忆说。

继电保护是(shì)电力系统(diànlìxìtǒng)安全运行的“第一道防线”，是防范(fángfàn)大停电的核心。20世纪(shìjì)70年代到90年代，我国电力系统网架十分薄弱。1983年，刚从大学毕业年仅18岁的郑玉平义无反顾地选择了难度最大、要求(yāoqiú)最高、责任最重的电力系统保护和安全稳定控制作为自己的主要研究方向。

守护电网“第一道防线(fángxiàn)”

不积跬步，无以至千里。参加工作不久，郑玉平先从保护的试验装置做起，在毫无资料借鉴的情况下，他(tā)从零摸索，研发(yánfā)成功RT-1型继电保护试验装置、Help-90自动调试仪，为后续微机保护的研发和产业化起到了(le)强大的推动作用。紧接着，郑玉平和团队成员攻坚克难，他们成功研发ISA-1型中低压变电站成套微机保护，通过国家(guójiā)相关部委鉴定，主要技术(jìshù)性能(xìngnéng)达到国际水平，并很快投入批量应用(yìngyòng)。

前期的积累，让他更加有信心地投入到超高压保护技术的开发中。“在沈国荣院士的带领下，我们团队从算法研究、判据设计到装置的软硬件(ruǎnyìngjiàn)实现，技术上一点一点地抠，不断地尝试，反复地试验(shìyàn)，硬是把微机型超高压线路保护研发(yánfā)出来了(le)，快速性、灵敏性等指标比国外(guówài)还好。”郑玉平回忆。

在解决了(le)线路保护的(de)国产化后，郑玉平牵头开始了另一大类变压器、发电机等主设备(shèbèi)继电保护的自主研发工作，不久研发的发电机、变压器保护设备得到大规模的推广应用，带动了我国发电机、变压器主设备保护正确动作率(lǜ)大幅提高。

进入21世纪(shìjì)，研发1000千伏特高压输电技术(jìshù)被列入了国家发展战略，特高压时代开启新挑战。技术进入了无人区(wúrénqū)，国际上没有可借鉴的(de)经验，郑玉平(zhèngyùpíng)带领团队攻坚克难，研制了全系列的差动保护设备，应用于我国所有的特高压输电工程并(bìng)反哺超高压保护装置的技术升级，系列超高压保护设备还出口到数十个国家和地区。我国的继电保护实现了从跟跑并跑到领先的技术跨越。

近几年，面对核心(héxīn)芯片“卡脖子”，郑玉平又带领团队攻坚克难，实现了(le)继电保护(jìdiànbǎohù)设备从原理、技术到元器件的完全自主可控，为保障供应链的安全作出了重要贡献。

开展(kāizhǎn)新型电力系统前沿布局

面对新能源占比激增带来的技术革命，郑玉平正在开展前沿布局(bùjú)。

一方面是新型(xīnxíng)电力系统的继电保护技术。随着新能源大规模开发，未来(wèilái)会替代同步发电机成为电力系统电源的主导。故障电压、电流(diànliú)由变流器控制策略决定，呈现出复杂的非线性特征，威胁电力系统的安全(ānquán)运行。

团队未雨绸缪，提前布局，开展新型电力系统继电保护的技术攻关，突破传统工频相量技术路线，抓住故障的本质(běnzhì)是被保护对象的模型或参数发生了变化，利用(lìyòng)时域(shíyù)信息进行(jìnxíng)判别，提出了时域等效模型法的保护新原理(yuánlǐ)，初步构建了不依赖电源特性的继电保护新技术体系。目前研制的装置已在海上风电送出、低频输电、大型新能源基地(jīdì)等场景应用。

另一方面，大型变压器(biànyāqì)的防爆燃保护(bǎohù)技术也是团队正在攻关的关键技术。目前，防止变压器故障引发(yǐnfā)爆裂起火(qǐhuǒ)是个世界性的难题。从故障后传统保护的角度(jiǎodù)，团队已经(yǐjīng)做到了极致，可以5毫秒超快速动作，但仍难以避免爆燃事故发生(fāshēng)。为此，团队另辟蹊径，从多学科融合的角度出发，提出了主动式的保护方案。如在故障击穿前100毫秒实现保护动作，就可以避免变压器的爆燃。这条技术路线实现难度极大。

经过8年的努力，郑玉平带领团队已经掌握了(le)故障击穿前(qián)的声、光(guāng)、电、磁等多物理量的演变规律，设计了模拟试验变压器(biànyāqì)，开展了反复的试验，提出了综合超声、特高频、高频脉冲电流信息的主动保护方案，完成了系统和装备的研发，目前正在特高压换流变进行(jìnxíng)安装调试。

推动科技创新和产业创新深度融合是支撑保障电网安全(ānquán)的迫切需求。郑玉平认为，研发需要直接面向电力工程实际(shíjì)需求，还要超前考虑未来发展需求，提出的原理和方法要经得起理论推敲和实验验证，同时要在技术上(zàijìshùshàng)可实现，经济上可行(kěxíng)。

他解释说，对于继电保护来说，不能只考虑原理(yuánlǐ)、算法的先进性。要想把研究成果(yánjiūchéngguǒ)转化为一个成功的产品，就需要考虑产品构成的全环节。例如生产、制造、工程应用环节，要同步研发生产专用工具(zhuānyònggōngjù)，自动(zìdòng)测试工具，要考虑用户使用的便利性，尽可能消除人为(rénwéi)犯错误的风险。

这么多年来，郑玉平带领团队研发了四代上百类继电保护设备，都能够很(hěn)快推向市场，而且应用的效果(xiàoguǒ)都很好。